花崗巖風化殘積土工程特性初探

徐斌

【摘要】花崗巖在我國華南地區(qū)分布范圍較廣，以中粗粒結構的黑云母花崗巖為主，其工程特性兼具粘性土和砂土的性質，是一種混合土。本文對其工程特征及特性參數作一初步分析。

【關鍵詞】花崗巖；殘積土；工程特性；參數

[文章編號]1619-2737（2016）01-30-622

1. 前言

風化巖和殘積土都是新鮮巖石在風化作用下形成的物質，巖石受到風化作用的程度不同，其性狀不同。風化巖是原巖受風化程度較輕，保存的原巖性質較多；而殘積土則是原巖受到風化程度極重，基本上失去原巖的性質，完全形成土狀物。

我國燕山期的花崗巖以中粗粒結構的黑云母花崗巖為主，其分布范圍較廣，從東北、華北、華中一直到華南地區(qū)，風化殼的厚度自北向南逐漸變厚。本文對我國花崗巖的典型分布區(qū)——華南地區(qū)某地的花崗巖殘積土的工程特性作一初步探討。

2.花崗巖風化殘積土的特征

2.1花崗巖風化帶劃分。

區(qū)別花崗巖風化殘積土與全風巖的重要標志是看其是否保留原巖的結晶和構造特征，兩者之間呈漸變過渡。根據經驗可用某些測試手段劃分，見表1。

2.2花崗巖殘積土的顆粒組成。

花崗巖殘積土其礦物組成粗顆粒為石英、長石、云母，粘土礦物主要為高嶺石和伊利石。由于母巖（花崗巖）本身成分的變化和風化程度的差異，石英礫和砂的含量極不均勻，局部可到50%以上。殘積土的定名，根據其大于2mm顆粒含量（%）分為礫質粘性土（≥20%）、砂質粘性土（<20%）、粘性土（不含）。粗?；◢弾r殘積土（礫質粘性土）典型顆粒組成見表2。

2.3花崗巖殘積土狀態(tài)的確定。

殘積土的天然含水量及液性指數按常規(guī)作法其結果失真。按原土的天然含水量計算液性指數，一般為硬塑～堅硬狀態(tài)，但根據手感，粘性土部分往往為可塑狀態(tài)；若除去粗顆粒、作細粒土部分（粒徑小于0.5mm）的含水量，計算液性指數在0.25～0.60之間，與手感基本一致。

3. 花崗巖風化殘積土工程特性參數

3.1室內常規(guī)土工試驗。

花崗巖殘積土多表現(xiàn)為含粗顆粒的混合土。在進行室內試驗時，切削的環(huán)刀試面不是平面，而是凹凸不平的波狀面，切面處的砂顆粒易被刮去而留下空穴，結構易受擾動，致使試驗成果失真，重度偏低，壓縮系數偏大，壓縮摸量偏小，強度指標的變異性大。說明常規(guī)室內土工試驗結果不能真實反映花崗巖殘積土的工程特性。

3.2花崗巖風化殘積土的室內固結試驗特征。

同一般粘性土相比，花崗巖殘積土（礫質粘性土）的室內壓縮試驗特點，隨著荷載逐漸增加，e-p曲線一般粘性土表現(xiàn)為單一上凹曲線，而殘積土表現(xiàn)為曲下凹曲線變?yōu)樯习记€，拐點壓力一般在75KPa左右。在相同較小荷載作用下，殘積土的變形明顯小于一般粘性土，其原因是殘積土在壓縮變形初期主要為土體中石英顆粒向粘性土擠密作用。一般而言，殘積土的固結速率較快，主固結在2～3個月即完成，后期沉降所占的比例極小，其固結特征表現(xiàn)為類似于砂性土。

3.3花崗巖殘積土的抗剪強度試驗。

表3是不同試驗方法下測得的花崗巖殘積土（砂質粘性土）的抗剪強度，表明花崗巖殘積土具有較高的抗剪強度，既有粘性土的特點（C值較高）又具有砂性土特點（ф值較大），但變異性較大，反映了土質的不均勻性和各向異性。表4反映的是不同粒度成分對花崗巖殘積土抗剪強度的影響。

3.4花崗巖殘積土的承載力確定。

花崗巖殘積土其工程特性表現(xiàn)為一種特殊土——混合土。通過常規(guī)室內試驗確定承載力，偏差較大。為此，我們在該場地進行了靜載荷試驗、旁壓試驗、標準貫入試驗、靜力觸探試驗及室內土工試驗，通過不同試驗手段獲得承載力、壓縮模量、變形模量（見表5）。從表中可以看出，通過原位測試所獲得的承載力和壓縮模量均比由室內土工試驗成果確定的值要高，說明原位測試成果更能反映花崗巖殘積土的工程特性。

從靜載試驗的P-S曲線看，殘積土既有粘性土的特征，也具砂性土的特征。表現(xiàn)在變化曲線上為彈性變形過程和塑性變形過程的長短與殘積土中含有的石英顆粒的多少有關。

4. 結論

（1）花崗巖殘積土含多量石英顆粒，工程特性有一定的特殊性，常規(guī)評價粘性土的指標對殘積土不完全適用。

（2）殘積土的工程特性兼具砂土和粘性土的性質，從本質上講是一種混合土。因此，殘積土易擾動，室內土工試驗測得的參數有不同程度失真。

（3）殘積土具有較高的抗剪強度，土體的固結速率較快。在沉降分析和強度指標選取時應以原位測試成果為依據。

參考文獻

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